Bump-Map vs. Displacement-Map

Bump-Map vs. Displacement-Map

Bump-Maps, Normal-Maps und Displacement-Maps fügen alle Oberflächendetails zu 3D-Modellen hinzu, funktionieren jedoch grundlegend unterschiedlich. Den Unterschied zu verstehen, ist entscheidend, um die richtige Technik für Ihre Aufnahme zu wählen. Die Verwendung einer Bump-Map, wenn Sie Displacement benötigen, führt zu flachen Silhouetten. Displacement zu verwenden, wenn eine Bump-Map ausreichen würde, verschwendet Renderzeit.

Eine Bump-Map ist ein Graustufenbild, bei dem Weiß erhabene Bereiche und Schwarz vertiefte Bereiche darstellt. Der Renderer verwendet die Bump-Map, um während der Beleuchtungsberechnungen die Oberflächennormalen zu stören, wodurch die Oberfläche holprig aussieht. Bump-Maps sind sehr schnell zu rendern, da sie die Geometrie überhaupt nicht verändern. Die Silhouette des Objekts bleibt vollkommen glatt. Bump-Maps eignen sich am besten für feine Oberflächendetails wie Kratzer, Poren und Stoffgewebe.

Eine Normal-Map ist einer Bump-Map ähnlich, aber ausgefeilter. Anstelle eines einzelnen Graustufenwerts verwendet sie drei Farbkanäle, um die genaue Richtung der Oberflächennormalen an jedem Punkt zu speichern. Dies ergibt eine genauere Beleuchtung als eine Bump-Map, insbesondere für Oberflächen, die in einem Winkel betrachtet werden. Normal-Maps sind der Standard in der Spieleentwicklung und werden in VFX häufig verwendet, um mittlere Details zu niedrigpoligonigen Modellen hinzuzufügen.

Eine Displacement-Map verschiebt tatsächlich die Geometrie. Jedes Pixel der Displacement-Map drückt die Oberfläche nach außen oder zieht sie nach innen, wodurch echte 3D-Details entstehen. Dies bedeutet, dass sich die Silhouette des Objekts ändert und das Detail in Schatten und Reflexionen sichtbar ist. Displacement ist viel realistischer als Bump- oder Normal-Mapping, aber auch viel teurer zu rendern, da es eine Unterteilung der Geometrie erfordert.

In der Praxis werden alle drei Techniken zusammen eingesetzt. Bump- oder Normal-Maps übernehmen die feinen Details, die die Silhouette nicht verändern müssen. Displacement übernimmt die mittleren und großen Formänderungen, die in der Silhouette sichtbar sein müssen. Zum Beispiel könnte die Haut einer Figur eine Normal-Map für Poren und Falten und eine Displacement-Map für die Gesamtform von Muskeln und Gesichtszügen verwenden.